3 PARTIE III – MÉTHODOLOGIE
3.1 CHAPITRE 1 PRÉSENTATION DES PROBLÈMES MÉTHODOLOGIQUES ET TECHNIQUES RENCONTRÉS
3.1.2 Étapes de l’étude où des procédés peuvent être appliqués pour réduire ou contrôler la variance
Certains des problèmes exposés dans la section 3.1.1 peuvent être résolus, partiellement ou totalement, à l‟étape du travail où ils surviennent. Les problèmes partiellement résolus font l‟objet d‟un complément de contrôle statistique a posteriori.
Pour d‟autres problèmes, une solution directe n‟est pas possible. L‟application a posteriori de procédés statistiques permettant de corriger les biais qui n‟ont pu être évités est alors utilisée.
75 L’interprétation n’est pas considérée comme faisant partie de l’aspect purement technique de l’étude
expérimentale (elle survient à un niveau ultérieur, à partir des résultats produits par les analyses statistiques). Impliquant à la fois les connaissances/compétences du chercheur et son imaginaire, l’interprétation peut aussi être source de biais.
Enfin, certains problèmes sont sans solution technique, à ce jour et en l‟état actuel de mes connaissances personnelles.
Cette section propose une énumération rapide des problèmes en fonction du moment auquel une solution peut leur être appliquée durant l‟étude. Ils sont organisés selon la structure en 3 points qui vient d‟être décrite (problèmes directement résolus, problèmes résolus par correction statistique des données, problèmes insolubles).
3.1.2.1 Problèmes directement résolus
Ils sont relatifs à des éléments manipulables et contrôlables, et sont traités lors de la création de la situation expérimentale, lors de la mesure, et lors des analyses.
3.1.2.1.1 Contrôle lors de l’élaboration de l’expérience
Contrôle des itemsIl est effectué lors de la construction du matériel expérimental, par la manipulation de deux groupes de facteurs :
Facteurs linguistiques et psychologiques, contrôlés à travers le choix des mots via des bases de données lexicales.
Facteurs phonétiques et acoustiques, contrôlés lors de l‟enregistrement des items (organisation des listes à lire pour répartir les biais acoustiques de façon homogène sur toutes les conditions, production contrôlée par le locuteur (exemple : prosodie), sélection des items parmi plusieurs versions enregistrées).
Le contrôle des items est complété a posteriori, lorsque nécessaire, par des procédés statistiques correctifs (se reporter à la Section 3.1.2.2).
Contrôle des sujets :
Il s‟effectue à travers la sélection de la population testée, en fonction de caractéristiques :
biologiques : sujets adultes normaux, sans atteinte des systèmes auditif, nerveux central, et moteur
linguistiques : sujets francophones de langue maternelle française et non bilingues ; contrôle des connaissances linguistiques pour les autres langues, et du niveau de compétence dans ces autres langues (questionnaire)
De la même façon que pour le contrôle des items, un complément de contrôle est effectué a posteriori lors des analyses statistiques.
Contrôle de la passation :
Il est effectué à travers l‟organisation du plan d‟expérience, l‟ordre aléatoire de présentation des items, le contexte lexical neutre (pas d‟amorçage, etc.), et l‟isolement du sujet lors de la passation (absence de stimulations autres que celle délivrées pour le but de l‟expérience : isolement physique par un caisson insonorisé et un casque de studio). Tous les aspects de la passation qui ne sont pas totalement contrôlés à cette étape font l‟objet d‟un complément de contrôle a posteriori, lors des analyses statistiques.
3.1.2.1.2 Contrôle lors de la mesure
Il s‟agit de s‟assurer de la précision des outils de mesure (précision du système testée par simulation d‟une expérience, détails fournis dans le chapitre « Méthodologie expérimentale », à la Section 3.4.4).
3.1.2.1.3 Contrôle lors de la préparation des données pour
l’analyse
Il s‟agit de s‟assurer que la procédure de tri des données contrôle effectivement la normalité des réponses, des sujets et des items, et qu‟elle ne filtre que les éléments qui s‟écartent trop du centre de la distribution normale considérée. La procédure adoptée est détaillée dans la Section 3.3.3 page 117.
3.1.2.1.4 Contrôle lors de l’analyse statistique des données
Ce contrôle est essentiellement réalisé par le choix d‟une technique autorisant l‟analyse de données hiérarchiquement organisées, permettant de travailler avec des plans incomplets et des valeurs manquantes, et permettant d‟intégrer des covariables. La présentation de cette technique et des justifications de son choix est détaillée dans les Sections 3.3.3 page 117 et 3.3.4 page 123).
3.1.2.2 Problèmes résolus a posteriori par correction statistique
Les éléments partiellement ou non manipulables / contrôlables à l‟étape du travail où ils devraient être maîtrisés ont biaisé les réponses recueillies. Celles-ci font donc l‟objet d‟une procédure de correction a posteriori lors des analyses statistiques. Le principe consiste à intégrer les variables non maîtrisées ainsi que les interactions dans lesquelles elles sont impliquées au modèle statistique, pour en distinguer l‟effet de celui des facteurs expérimentaux. La méthode appliquée permet ainsi de partitionner la variance présente dans les données de manière précise, de connaître la quantité de variance qui est due aux facteurs étudiés, et de quantifier leur effet dans la dimension de la variable dépendante. Plus de détails sont disponibles à la Section 3.3.4 page 123.3.1.2.2.1 Problèmes partiellement résolus ou non résolus lors de
l’élaboration de l’expérience
3.1.2.2.1.1 Limite des possibilités de contrôle des items
3.1.2.2.1.1.1 Contraintes lexicales de niveau linguistique et psychologique En fonction des critères de sélection liés aux facteurs manipulés, la quantité de mots présentant les caractéristiques voulues peut être excessivement réduite76.
Dans ces conditions, il est souvent impossible de contrôler des facteurs parasites, ce qui aboutirait à une restriction supplémentaire de la quantité d‟items, et interdirait toute expérimentation.
Une solution consiste à tester avec un matériel parfois moins bien contrôlé, puis à inclure dans l‟équation du modèle statistique, lors des analyses, les facteurs parasites linguistiques et psychologiques pour lesquels on dispose de renseignements, ainsi que les interactions théoriquement pertinentes qu‟ils font entre eux et avec les autres facteurs de la situation.
3.1.2.2.1.1.2 Contraintes lexicales de niveau phonétique et acoustique Il n‟est pas possible qu‟un locuteur contrôle précisément et à volonté la durée, la fréquence et l‟intensité de ses productions, lorsqu‟il traduit l‟information linguistique en format acoustique77. Ceci entraîne deux problèmes majeurs :
La perfection du contrôle du matériel pour des facteurs lexicaux comme le nombre de syllabes ou de phonèmes au niveau du « mot théorique » peut être anéantie au niveau du « mot physique » (durée moyenne des segments variable, variations de débit du locuteur, etc.)
la position du point de reconnaissance peut varier en fonction de la durée des phonèmes qui précèdent ce point, du débit du locuteur, de la quantité de signal nécessaire pour identifier le phonème correspondant au PU, etc.
76 Il n’est pas rare de disposer d’un corpus d’une dizaine d’items par condition, ce qui pose ensuite le
problème de la généralisation des effets obtenus, puisque ceux-ci sont relatifs au traitement d’une catégorie très restreinte des mots de la langue (néanmoins, l’étude d’un cas particulier peut aussi renseigner sur le
fonctionnement du système).
77 L’utilisation de la synthèse vocale à des fins de contrôle est extrêmement complexe et soulève d’autres
problèmes liés au manque de naturel et d’audibilité de l’information acoustique. De plus, imposer
artificiellement des contraintes aux caractéristiques physiques des segments (comme leur durée) peut s’avérer avoir des répercussions inattendues sur le processus de perception, si bien qu’en voulant contrôler la situation, on introduit des biais. De même avec l’utilisation de procédures de normalisation acoustique appliquées a posteriori (exemple : normalisation de la durée ou de la f0).
Il faut cependant contrôler les caractéristiques physiques des items, puisqu‟elles ont des conséquences importantes dans le traitement perceptif. Un moyen de le faire est d‟intégrer les facteurs susceptibles de produire une variation dans la réponse des sujets (durée des items, position du début du PU, position du PR, f0, intensité) dans les modèles d‟analyse statistique en tant que covariables, pour en distinguer les effets des effets des variables indépendantes.
3.1.2.2.1.2 Limite des possibilités de contrôle des sujets
La latéralité et le sexe des sujets sont un exemple de contrainte biologique qui peut théoriquement avoir une incidence sur les réponses fournies78, et qui peut être
difficile à contrôler lors de la passation de l‟expérience (difficulté à obtenir la même quantité d‟individus dans chaque condition expérimentale).
Intégrer ces deux facteurs comme covariables dans les modèles d‟analyse permet de vérifier qu‟ils sont sans effet sur les résultats, ou le cas échéant, de prendre en considération leur incidence sur la variance des réponses.
3.1.2.2.1.3 Limite des possibilités de contrôle de la passation
L‟ordre de présentation des items est partiellement contrôlé lors de la passation, puisqu‟il est rendu aléatoire de manière à répartir les effets de fatigue et d‟apprentissage de façon homogène à travers les conditions de l‟expérience. Cependant, ces effets existent dans les données, et peuvent varier en fonction des conditions expérimentales. Ils doivent donc être contrôlés ou corrigés a posteriori, lors de l‟analyse statistique des données (ordre de présentation utilisé comme covariable dans le modèle d‟analyse).
3.1.2.2.2 Problèmes partiellement résolus ou non résolus lors de
la mesure
L‟effet de l‟origine de la mesure n‟est absolument pas contrôlable, dans le cas de la mesure de temps de réponse par tâche de décision lexicale, lors d‟expériences utilisant des mots parlés phonétiquement non appariés. La seule manière de le résoudre est d‟utiliser une méthode d‟analyse statistique permettant de décorréler les facteurs déterminant les temps de réponse. Les temps de réaction sont alors mesurés depuis le
78 Sexe : la latéralisation inter hémisphérique n’est pas la même en fonction du sexe pour ce qui concerne les fonctions du langage (asymétrie plus marquée chez l’homme). Cette différence peut avoir une influence comportementale mesurable.
Latéralité manuelle : peut avoir une influence comportementale mesurable selon que l’ordre moteur est donné dans le même hémisphère que celui traitant le langage ou dans l’hémisphère controlatéral.
début du mot, et le modèle d‟analyse statistique intègre comme covariables, la durée du mot, la position du point de reconnaissance, et la position du début du point d‟unicité phonologique, ainsi que les interactions deux à deux et entre les trois facteurs (Cf. chapitre 2 de cette partie).
3.1.2.3 Problèmes insolubles
Des facteurs non manipulables et non contrôlables existent dans les situations expérimentales impliquant des êtres humains et des mots. Il s‟agit aussi bien de facteurs psychologiques (exemple : émotivité, résonance affective d‟un mot spécifique pour un individu, etc.), que de facteurs inconnus (qui peuvent être relatifs aux sujets, aux items, à la situation expérimentale, etc.). Dans les modèles d‟analyse, leur influence apparaît sous forme de variance résiduelle (non modélisée), provenant des sujets, des items, ou d‟autre chose (résidus de l‟équation générale). Si ces facteurs n‟influencent pas remarquablement la distribution des données, ils sont ignorés. Leur présence peut donc toujours causer un biais dans les résultats (exemple d‟un facteur partiellement confondu avec une des VI, qui rend l‟effet de celle-ci significatif alors qu‟il n‟y a pas d‟effet). Si au contraire ces facteurs influencent remarquablement la distribution, un sujet ou un item peut apparaître comme déviant, et être éliminé des analyses lors du tri des données.
3.1.2.4 Conclusions concernant la résolution des problèmes de
contrôle de l’étude
Cinq difficultés majeures à résoudre pour la faisabilité de l‟étude ont été identifiées :
4 parmi l‟ensemble des éléments présentés comme nécessaires à maîtriser dans ce chapitre introductif :
décorréler les facteurs présents dans la situation expérimentale
mesurer la durée du processus d‟accès au lexique, sans mesurer aussi les caractéristiques physiques du stimulus
préparer les données pour l‟analyse sans modifier l‟information qu‟elles renferment
disposer de la technique statistique adéquate pour analyser les données une 5ème difficulté, non mentionnée jusqu‟ici, est implicite au contrôle de
variables psychologiques : obtenir des informations non disponibles, relatives à deux facteurs psychologiques à contrôler (âge d‟acquisition des mots utilisés dans les corpus, familiarité conceptuelle des sujets avec ces mots).
Les solutions aux 4 premiers problèmes seront développées en détail dans les 3 chapitres suivants de la partie méthodologique :
Chapitre 2 – L‟origine de la mesure des temps de réponse lors de la reconnaissance d‟un mot parlé isolé
Chapitre 3 – Le traitement statistique des temps de réaction pour reconnaître un mot parlé isolé
Chapitre 4 – Méthodologie expérimentale
La solution adoptée face au 5ème problème est présentée dans l‟Annexe 1 page
423.
Le Tableau 10 fournit une liste récapitulative des facteurs manipulés dans les expériences de cette étude et la manière dont ils ont été contrôlés.
Tableau 10 : Facteurs manipulés dans les expériences
Variable Type de variable Type de contrôle adopté
Catégorie grammaticale VP Sélection des mots
Liens lexicaux d'enchâssement VI Sélection des mots
Prosodie VI Production
Liens sémantiques inter-mots VP Sélection des mots
Liens sémantiques
enchâssements/porteurs VP Sélection des mots
Liens phonémiques VP Sélection des mots + analyses statistiques
Morphologie VP Sélection des mots
Durée VP Analyses statistiques
Intensité VP Analyses statistiques
f0 VP Analyses statistiques
Âge d'acquisition VP Analyses statistiques
Familiarité conceptuelle VP Analyses statistiques
Position phonémique du point d'unicité VP Sélection des mots + analyses statistiques Position acoustique du début du PU (en
ms.) VP Analyses statistiques
Position acoustique du PR (en ms.) VP Analyses statistiques
Fréquence d'occurence VP Sélection des mots + analyses statistiques
Sexe VP Analyses statistiques
Latéralité manuelle VP Analyses statistiques
Compétence linguistique VP Sélection des sujets
Origine de la mesure VP Analyses statistiques
Précision des outils de mesure VP Contrôle du matériel par une simulation
Tri des données VP Méthode de tri
Technique d'analyse statistique et
aspects associés VP
Réflexion avec des statisticiens, formation technique Facteurs primaires Facteurs secondaires